在矿山岩石开采中，声发射在线监测技术的存在有哪些意义？

矿山岩石的开采是国家建设和产业运行的“粮食”，是提炼金属的核心原材料。例如铁矿石制成钢铁产业，可以用于造船业、汽车制造业、建筑业等。采矿行业本身带动区域GDP增长，整个产业链中创造大量就业岗位。

当前，部分矿山仍采用粗放式开采方式，但是存在穿孔精度不足，爆破参数不合理、采掘效率低下等问题，将会导致矿石贫化率高，开采成本飙升。同时，一些矿业公司为了大量产出，再不符合安全管理体系的情况下持续非法作业，严重侵害了一线工作人员人身财产安全，完全无视国家对安全把控的规范要求。

根据国家《“十四五”矿山安全生产规划》对矿山安全生产提出了更高标准，要求强化风险管控与隐患治理。因此，我国高校及科研试验单位利用声发射技术开展一系列研究，如：岩石在常规三轴加载时的损伤破裂研究、周期性疲劳载荷作用下岩石的损伤劈裂研究等，对深入了解地质勘察，提高资源开采效率，降低事故风险具有重要意义。

声发射作为研究岩石损伤破裂的一种主要手段，其来源是岩石内部的微裂纹形成、扩展以及贯通，因而声发射可以从细观尺度上反映出岩石的损伤特性。通常情况下，声发射法区分岩石剪切与张拉属性的方法：即声发射聚类法和矩张量法。

示图一：某岩石试验在不同裂纹扩展阶段内的声发射矩张量反演结果

以上声发射图像中，加载过程存在明显的阶段性演化特征，可以得出不同裂纹扩展阶段，通过声发射试验发现能量比振铃数效果更好，在应力达到峰值前有一个明显的变化上升趋势，更适合提前预测岩石破裂

北京采声科技有限公司联合某高校进行岩石裂纹声发射监测试验

随着矿山爆破、隧道开挖等岩石工程领域以地震、滑坡等地质灾害过程中，经常涉及岩石的动态破坏问题，因而从工程角度来说研究岩石在动载下的破坏是十分必要的，岩石在动载条件下发生破坏时通常以张拉破裂为主，特别是在围压不大的情况下。然而，目前较少有通过张拉损伤的演化来研究岩石在动载作用下的损伤破裂。目前，一些重点研究岩石裂纹扩展课题的大学，在使用声发射技术进行深入研究。

我国在矿山岩石领域实力突出的院校，多集中在矿业工程、地质资源于地质工程等学科优势著名的高校。

中国矿业大学（位于江苏省徐州市）：用于深部岩石力学与地下工程国家重点实验室，在煤矿巷道支护、岩石力学特性研究方面处于国内顶尖水平。

中南大学（位于湖南省长沙市）：地质资源与地质工程、矿业工程均为 A 类学科，在深部岩石力学与多场耦合理论研究领域处于国内领先地位。

重庆大学（位于重庆市沙坪坝区）：土木工程（岩土工程方向）实力雄厚，在煤矿地下工程支护、岩石损伤力学研究方面有稳定的科研团队和项目支持。

东北大学（位于辽宁省沈阳市）：拥有深部金属矿开采教育部重点实验室，虽以金属矿为核心，但在岩石力学基础理论、巷道稳定性控制技术上与煤矿研究相通，成果可跨领域应用。

辽宁工程技术大学（位于辽宁省阜新市）：在煤矿岩石研究方面具有较强的实力和显著的成果，学校拥有辽宁省矿山环境与灾害力学重点实验室，为煤矿岩石研究提供了重要的科研支撑。